三维手征费米子中的非线性反常霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2024-09-06 v1
摘要
手征费米子准粒子出现在某些量子凝聚态物质系统中，例如 Weyl 半金属、拓扑绝缘体和自旋轨道耦合的非中心对称金属。在此，我们针对三维手征准粒子发展了手征反常诱导的非线性反常霍尔效应 (CNLAHE) 的全面理论，通过严格包含动量依赖的保手征和破手征散射过程以及全局电荷守恒，推进了先前的模型。聚焦于两个特定系统——Weyl 半金属 (WSMs) 和自旋轨道耦合非中心对称金属 (SOC-NCMs)，我们发现 WSMs 中的非线性反常霍尔电导率随 Weyl 锥倾斜表现出非单调行为，并随着节间散射的增加经历“强烈符号反转”，偏离了先前的预测。对于非线性反常霍尔电导率较少被探索的 SOC-NCMs，我们揭示了与 WSM 不同，仅轨道磁矩就能驱动具有显著特征的巨大 CNLAHE：CNLAH 电导率无论带间散射强度如何均保持负值，并表现出对磁场的二次依赖关系，这与 WSMs 中的线性依赖形成对比。此外，我们发现在 SOC-NCMs 中，磁场的 Zeeman 耦合表现得像一个有效的倾斜项，可以进一步增强 CNLAH 电流。这些发现为手征准粒子的非线性输运动力学提供了新见解，并可在此类材料的即将开展的实验中得到验证。
引用
@article{arxiv.2409.02985,
title = {Nonlinear anomalous Hall effect in three-dimensional chiral fermions},
author = {Azaz Ahmad and Gautham Varma K. and Gargee Sharma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.02985},
year = {2024}
}